Aspetti geotecnici del restauro della chiesa di San Paolo in Pisa
La Chiesa di San Paolo a Ripa d’Arno è una delle più importanti chiese medievali della città di Pisa. L’impianto dell’edificio nella sua configurazione attuale risale alla fine del XIV secolo, ma la prima pietra fu probabilmente posata molti secoli addietro. Vi sono indicazioni certe della sua esistenza già nell’anno 1032 d.C. con alcune fonti documentali che fanno risalire l’inizio della costruzione al 925 d.C. Negli ultimi decenni l’edificio ha subito diversi dissesti, probabilmente collegati ai pesanti danneggiamenti conseguenti al bombardamento del 31 agosto 1943. In particolare si ha notizia di un progressivo incremento del quadro fessurativo ed un peggioramento della condizione della struttura lignea del tetto di copertura. La situazione è peggiorata ulteriormente dopo gli eventi sismici del 2012 che hanno indotto le autorità a chiudere la chiesa al culto e ai visitatori. Per la definizione degli interventi più appropriati da eseguire per incrementare la sicurezza dell’edificio, è stata realizzata un’approfondita indagine sia sul sottosuolo sia sull’edificio con particolare attenzione al sistema di fondazione. In una prima fase sono state utilizzate tecniche di indagine non invasive come la tomografia geoelettrica e il georadar. Entrambe le tecniche si sono mostrate poco efficaci nel fornire indicazioni di dettaglio sulla fondazione, spesso limitandosi a dare indicazione della semplice presenza di un manufatto sepolto. In particolar modo la tomografia geoelettrica si è dimostrata difficile da interpretare e poco chiara nella indicazione della geometria delle strutture interrate. Per incrementare il grado di conoscenza della struttura di fondazione è stata utilizzata una carotatrice strumentata specificamente realizzata presso il laboratorio di Ingegneria Strutturale dell’Università di Pisa. La carotatrice, che così equipaggiata sarebbe più appropriato definire sonda penetrometrica, consente di registrare una serie di grandezze, quali ad esempio la velocità di avanzamento, che sono utili alla comprensione della qualità e della geometria della struttura sepolta. La tecnica risulta poco invasiva grazie al piccolo diametro del foro praticato (35 mm). Poiché uno degli aspetti da approfondire era la sicurezza sismica dell’edificio, è stato effettuato un approfondito studio dell’amplificazione locale del segnale sismico, avendo ritenuto inappropriato l’uso della procedura semplificata riportata nella normativa vigente. Nell’analisi, oltre ad una accurata caratterizzazione dinamica del sottosuolo fino alla profondità di circa 40 m dal piano di campagna, è stata considerata anche l’influenza della profondità del bedrock e l’influenza sui risultati di un modello costitutivo non lineare del terreno. Gli effetti sulla definizione dell’azione sismica dei due aspetti studiati sono stati significativi. Ciò sottolinea la necessità di una appropriata modellazione geometrica e meccanica del sottosuolo, in particolar modo nel caso di edifici di elevato valore storico e culturale per i quali la stima errata o la sovrastima delle azioni può portare alla progettazione di interventi non rispettosi della integrità culturale dell’edificio.